用于生成三种模式信号的装置和方法

摘要

本发明公开了一种用于生成三种模式信号的装置和方法，该装置包括：电压设定块，包括接收驱动电压、开路和接地的三种输入信号的输入端子，并根据三种输入信号设定三种电压；以及输出块，包括两个输出端子和从电压设定块接收三种电压的第二节点B，并通过对输入电压和基准电压进行比较以输出三种组合的信号，从而仅由少量电阻器和放大器来生成三种模式信号，以与现有技术相比进一步减小芯片尺寸，并且不需要外部电源，以解决现有技术中噪声引起的问题。

说明书

相关申请的参考

本申请根据35U.S.C.条款[120、119、119(e)]要求于2010年9月16 日提交的名为“Device And Method For Generating Three Mode Signal”的 第10-2010-0090996号韩国专利申请的权益，其全部内容结合于此作为参 考。

技术领域

本发明涉及用于生成三种模式信号的装置和方法，更具体地，涉及在 设定确定LED的亮度的电流模式中，使用单输入端子引脚而没有使用独 立的外部电源即能够输出三种模式信号的用于生成三种模式信号的装置 和方法。

背景技术

有机发光二极管(LED)已广泛用于诸如照明、背光单元(BLU)等 各个领域。近来，有机发光二级管(LED)的市场已快速扩张，因此相关 的技术已迅速发展。

近几十年来，已重点关注电子器件的微型化和光亮度。近来，已需要 能够通过使用单个引脚来显示三个以上模式并同时改进芯片功能的功能。

同时，LED电流的设定和控制可由调光信号(ADIM)和电阻(RLED) 参数来确定。为了改变电阻，电阻应由可变电阻器来独立控制并应通过更 换电阻器来控制。根据该情况，难以在更换电阻器的同时改变电流。因此， 为了通过使用单个引脚来表示三个以上输出，改变调光信号和设定电流的 方案已被广泛使用。

由通过控制上述调光信号的三个以上输出所表示的现有技术，是增加 有独立的数字块的单线控制方案、单线时钟计数方案、使用模拟输入的模 拟调光方案等。

在这种情况中，当应用数字块时，可表示各种输出电平。然而，由于 电平数量增加，所以存在电路复杂和芯片尺寸增加的问题。

此外，当应用模拟调光方案时，可设定各种输出，但输入的噪声被原 样反映至输出。结果，由于单独需要高精度和抗噪声的外部电源，所以存 在芯片尺寸增加和产品成本增加的问题。

图1示出了根据现有技术使用时钟设定LED电流的方法。

当输入至输入端子的时钟信号在时钟计数器中被计数并被传送至数 模转换器时，可改变与数模转换器中的计数相对应的模拟转换调光电压的 电平。通常在一个方向设定ADIM电压。例如，如果假设ADIM的分辨 率为1/10且对于每一个时钟为10mA，则根据时钟数从10mA→(至)20mA →...→100mA连续增加，并在随后的时钟中重置为0mA并又根据时钟从 10mA增加。

图2示出了通过现有技术的外部模拟调光方法来设定LED电流的方 法。

由于根据ADIM电压的直接输入来改变LED电流，因此LED电流 根据外部ADIM电压的波动在两个方向上增加或减少，并且由于通过模拟 信号来控制直接电压，因此LED电流根据施加的电压改变而没有独立的 附加电路。

然而，如上所述，这两种方法存在需要外部电源、使芯片尺寸变大、 并对输入信号的噪声敏感等的问题。

发明内容

本发明的一个目的是提供用于通过使用单个引脚而没有使用独立的 外部电源来生成三种模式信号的装置和方法。

详细地，本发明提供用于通过将驱动电压VDD以及接地(GND)和 开路或浮置OPEN或FLOAT状态信号施加至输出端子来最终生成三种模 式信号的装置和方法。

根据本发明示意性实施方式，提供了一种用于生成三种模式信号的装 置，包括：电压设定块，包括接收驱动电压、开路和接地这三种输入信号 的输入端子，并根据三种输入信号设定三种电压；以及输出块，包括两个 输出端子和从电压设定块接收三种电压的第二节点B，并通过将输入电压 和基准电压进行比较以输出三种组合信号。

该电压设定块可包括：第一电阻器R1，其一个端子连接至输入端子； 第二电阻器R2，其一个端子施加有电源电压；第三电阻器R3，其一个端 子接地；以及第一节点A，连接至第一电阻器的另一端子、第二电阻器的 另一端子和第三电阻器的另一端子。

该电压设定块可包括：第一电阻器R1，其一个端子连接至输入端子； 第一MOS晶体管M1，其栅极施加有第一MOS基准电压VM1，其漏极 施加有电源电压Vs，并具有击穿电压Vth；第二电阻器R2，其一个端子 连接至第一MOS晶体管的源极；第三晶体管R3，其一个端子接地；以及 第一节点A，连接至第一电阻器的另一端子、第二电阻器的另一端子以及 第三电阻器的另一端子。

该输出块可包括：第四电阻器R4，其一个端子连接至第二节点；第 三节点C，连接至第四电阻器的另一端子；第五电阻器R5，其一个端子 连接至第三节点C，另一端子接地；第一放大器Amp1，其非反相端子连 接至第三节点，反相端子施加有第一基准电压Vr1，并且该第一放大器输 出第一信号；以及第二放大器Amp2，其反相端子连接至第二节点，非反 相端子施加有第二基准电压Vr2，并且该第二放大器输出第二信号。

施加至第一放大器的第一基准电压Vr1可等于施加至第二放大器的 第二基准电压Vr2。在这种情况中，一个基准电压输入可分别连接至两个 放大器。

用于生成三种模式信号的装置可进一步包括：作为将电压设定块连接 至输出块的单元，第三放大器Amp3，其非反相端子施加有在电压设定块 中设定的电压，反向端子连接至输出块的第二节点；以及第二MOS晶体 管M2，其漏极施加有电源电压，栅极连接至第三放大器的输出端子，源 极连接至第二节点。

根据本发明的另一示意性实施方式，提供了一种用于生成三种模式信 号的装置，包括：第一电阻器R1，其一个端子连接至接收驱动电压VDD、 开路OPEN和接地GND这三种输入信号的输入端子；第一MOS晶体管 M1，其栅极施加有第一MOS基准电压VM1，其漏极施加有电源电压Vs， 并具有击穿电压Vth；第二电阻器R2，其一个端子连接至第一MOS晶体 管的源极；第三电阻器R3，其一个端子接地；第一节点A，连接至第一 电阻器R1的另一端子、第二电阻器R2的另一端子和第三电阻器R3的另 一端子；第三放大器，其非反相端子连接至第一节点A；第二节点B，连 接至第三放大器Amp3的反相端子；第二MOS晶体管M2，其漏极连接 至电源电压Vs，栅极连接至第三放大器Amp3的输出端子，源极连接至 第二节点B；第四电阻器R4，其一个端子连接至第二节点B；第三节点C， 连接至第四电阻器R4的另一端子；第五电阻器R5，其一个端子连接至第 三节点C，另一端子接地；第一放大器Amp1，其非反相端子连接至第三 节点C，反相端子施加有第一基准电压Vr1，并且该第一放大器输出第一 信号；以及第二放大器Amp2，其非反相端子连接至第二节点B，反相端 子施加有第二基准电压Vr2，并且该第二放大器输出第二信号。

当R4＝R5且Vr1＝Vr2时，用于生成三种模式信号的装置可被配置为 满足条件VDD×R3/(R1+R3)＞2Vr1。

当R4＝R5且Vr1＝Vr2时，用于生成三种模式信号的装置可被配置为 满足条件Vr1＜(VM1-Vth)×R3/(R2+R3)＜2Vr1。

当R4＝R5且Vr1＝Vr2时，用于生成三种模式信号的装置可被配置为 满足条件(VM1-Vth)×(R1//R3)/(R2+((R1//R3))＜Vr1。

根据本发明另一示意性实施方式，提供了一种用于生成三种模式信号 的方法，包括：接收驱动电压VDD、开路OPEN和接地GND这三种输入 信号以设定三种电压；以及将三种电压分别与第一基准电压和第二基准电 压进行比较，以分别在所设定电压高于第一基准电压和第二基准电压时输 出H信号、在所设定电压低于第一基准电压和第二基准电压时输出L信 号，从而生成三种模式信号HH、LH和LL。

根据本发明另一示意性实施方式，提供了一种用于生成三种模式信号 的方法，包括：接收驱动电压VDD、开路OPEN和接地GND这三种输入 信号以设定三种电压；以及将三种电压分布至两个节点，并将分布至每个 节点的电压与基准电压进行比较，以分别在所分布电压高于基准电压时输 出H信号、在所分布电压低于基准电压时输出L信号，从而生成三种模 式信号HH、LH和LL。

附图说明

图1是示出使用数字块控制LED电流的方法的图；

图2是示出使用模拟调光方案控制LED电流的方法的图；

图3是示出根据本发明的示意性实施方式的结构的框图；

图4是示出根据本发明的另一示意性实施方式的结构的电路图；以及

图5和图6是示出根据本发明的实验性实施例的控制LED电流的情 形的曲线图。

具体实施方式

本说明书和权利要求中使用的术语和词语不应被解释为限于特有含 义或字典定义，而应基于发明人可适当地定义术语的概念以最适当地描述 他或她知道的用于执行本发明的最佳方法的原则，被解释为与本发明技术 范围相关的含义和概念。

下文中，将参照附图更详细地描述本发明的结构和效果。

图3是根据本发明示意性实施方式的用于生成三种模式信号的装置 的结构的框图，并且示意性地示出用于生成三种模式信号的装置被配置为 包括电压设定块100和输出块200的形状。

电压设定块100包括一个输入端子110，输出块200包括两个输出端 子。

通过输入端子110，电压设定块100施加有诸如驱动电压VDD、接 地GND和开路OPEN等的三种输入信号。

根据三种输入信号在电压设定块100中设定三种电压。

通常，当输入端子110开路(或浮置模式)时，没有定义预定偏置， 使得相应模式的电压不能被确定地设定。

电压设定块100被配置为限定开路模式的偏置，从而除了驱动电压 VDD和接地(GND 0)之外，即使在开路模式，也可确定地将电压设定 至输入端子110，从而使用单个引脚可提供三种电压。

同时，输出块200根据在电压设定块100中设定的三种电压向两个输 出端子输出HH、LH和LL信号，以在三种模式中控制LED电流。

图4是示出根据本发明的另一示意性实施方式的结构的电路图。

电压设定块100被配置为至少包括三个电阻器R，其中，第一电阻器 R(R1)的一个端子连接至输入端子110，其另一端子连接至第一节点A， 第二电阻器R2的一个端子连接至第一MOS晶体管(M1)的漏极，其另 一端子连接至第一节点A，第三电阻器R3的一个端子接地，其另一端子 连接至第一节点A。

在该结构中，第一MOS晶体管M1的源极施加有电源电压，其栅极 施加有第一MOS基准电压Vr1。

同时，输出块200被配置为包括基准电压、比较器、电阻器。

比较器通常可由放大器Amp来实现，电阻器用于将电压设定块100 中设定的电压分别分布至第二节点B和第三节点C。

详细地描述，第四电阻器R4的一个端子连接至第二节点B，其另一 端子连接至第三节点C，第五电阻器R5的一个端子连接至第三节点C， 其另一端子接地。

第一放大器Amp1和第二放大器Amp2的反相端子分别施加有第一基 准电压Vr1和第二基准电压Vr2，其非反相端子分别连接至第二节点B和 第三节点C，从而施加至每个节点的电压被施加至放大器Amp1和Amp2 的非反相端子，并将所施加的电压与基准电压Vr1和Vr2进行比较，以输 出H或L信号至输出端子。

在这种情况中，施加至第一放大器Amp1的第一基准电压Vr1可等于 施加至第二放大器Amp2的第二基准电压Vr2。在这种情况中，单个基准 电压Vr输入可施加至两个放大器Amp1和Amp2，从而简化电路。

同时，可设置第三放大器Amp3作为将电压设定块100连接至输出块 200的单元，在第三放大器Amp3中，在电压设定块100中设定的电压(可 选地，第一节点A的电压)施加至非反相端子，输出块200的第二节点B 连接至反向端子。

在该结构中，可进一步设置第二MOS晶体管M2，其漏极施加有电 源电压，栅极连接至第三放大器Amp3的输出端子，源极连接至第二节点 B。

设置第三放大器Amp3和第二MOS晶体管M2，从而在第一节点A 和第二节点B可更明确地设定三种分类的电压。

根据本发明另一示意性实施方式，用于生成三种模式信号的装置可被 配置为包括第一电阻器R1，其一个端子连接至接收驱动电压VDD、开路 OPEN和接地GND这三种输入信号的输入端子110；第一MOS晶体管 M1，其栅极施加有第一MOS基准电压VM1，其漏极施加有电源电压Vs， 并具有击穿电压Vth；第二电阻器R2，其一个端子连接至第一MOS晶体 管的源极；第三电阻器R3，其一个端子接地；第一节点A，连接至第一 电阻器R1、第二电阻器R2和第三电阻器R3的端子；第三放大器，其非 反相端子连接至第一节点A；第二节点B，连接至第三放大器Amp3的反 相端子；第二MOS晶体管M2，其漏极连接至电源电压Vs，栅极连接至 第三放大器Amp3的输出端子，源极连接至第二节点B；第四电阻器R4， 其一个端子连接至第二节点B；第三节点C，连接至第四电阻器R4的另 一端子；第五电阻器R5，其一个端子连接至第三节点C，其另一端子接 地；第一放大器Amp1，其非反相端子连接至第三节点C，反相端子施加 有第一基准电压Vr1，并且该第一放大器输出第一信号；以及第二放大器 Amp2，其非反相端子连接至第二节点B，反相端子施加有第二基准电压 Vr2，并且该第二放大器输出第二信号。

下文中，将详细描述装置的工作原理和特性。

在本发明中，输入端子110施加有三种模式电压，诸如VDD、GND 和OPEN，可根据三种电压生成三种组合信号HH、LH和LL至输出端子。

下文中，为便于说明，R4＝R5且Vr1＝Vr2作为预定条件。

首先，当VDD输入至输入端子110时，H信号输出至第一输出端子 210(out1)和第二输出端子220(out2)。在这种情况中，由于Vc＞Vr1且 VB＞2Vr1，确定R1∶R3的比以满足条件VDD×R3/(R1+R3)＞2Vr1。

接下来，当输入端子110开路时，L信号输出至第一输出端子210， H信号输出至第二输出端子220。在这种情况中，由于VB＞Vr1＞Vc，确定 VM1值和R2∶R3的比以满足条件Vr1＜(VM1-Vth)×R3/(R2+R3)＜2Vr1。

最后，当输入端子110为GND，即，接地状态时，L信号输出至第 一输出端子210和第二输出端子220。在这种情况中，由于VB＜Vr1，确定 VM1和R值以满足条件(VM1-Vth)×(R1//R3)/(R2+(R1//R3))＜Vr1。

下文中，将描述被构造为满足上述条件的装置的实施例。

(实验性实施例1)

R1＝0.5，R2＝1，R3＝3，R4＝1，R5＝1

VM1＝2.5，Vth＝0.8，VDD≥3，Vr1＝1

当输入电压为VDD时，VM1不起作用并且VA由VDD确定。因此， VA＝VB＝3×3/3.5＝2.57，VC＝VB/2＝1.285，从而生成H、H的信号组合。

当输入电压为开路时，VA由连接至内部的R2∶R3确定。因此， VA＝VB＝(2.5-0.8)×3/4＝1.275，VC＝0.6375，从而生成L和H的信号组合。

当输入电压为接地时，VA＝VB＝(2.5-0.8)/3＝0.566，从而生成L、L的 信号组合。

在图5和图6中示出根据第一实验性实施例的输入(SEL)电压、第 一输出信号OUT1、第二输出信号OUT2和LED电流(ILED)的控制情 况。

如上所述，本发明通过仅使用少量电阻器和放大器来生成三种模式信 号，以与现有技术相比进一步减小芯片的尺寸，且不需要外部电源，以解 决现有技术中噪声引起的问题。

此外，本发明可根据输入至单个引脚的电压模式来实现三种输出信 号，并独立连接其他端子，如有需要，可另外并联使用现有技术的单线或 模拟调光用组件。

已结合目前被认为是实际的示意性实施方式的内容描述了本发明。虽 然已描述了本发明的示意性实施方式，但本发明也可用在各种其他组合、 更改和环境中。换句话说，本发明可在本说明书公开的本发明的构思范围 内进行改变和更改，该范围等价于本公开、和/或本发明所属领域中的技术 或知识的范围。提供上述示意性实施方式以解释执行本发明的最佳状态。 因此，它们可使用诸如本发明的其他发明在本发明所属领域公知的其他状 态中实现，并可以以本发明的用途和特定应用领域所需的各种形式更改。 因此，应理解，本发明不限于所公开的实施方式。应理解，其他实施方式 也包含在所附权利要求的精神和范围内。